JPS62285521A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば無線通信機の局部発振器として使用
される周波数シンセサイザに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の周波数シンセサイザの一例を第１図に示す。図に
おいて、１は通常水晶発振器で又はさらに高安定な素子
で構成される基準信号発生器であり、該発生器ｌから基
準信号Ｆｒが出力される。

この基準信号としては、外部から入力される外部入力信
号である場合もある。上記基準信号Ｆｒは２分岐され、
その一方は逓倍器２でＬ逓倍されて混合器３に入力され
る。また他方は固定分周器８にてＭ分周された後、位相
比較器９に基準信号ＦＳとして入力される。

また、４は電圧制御発振器（ＶＣＯ）であり、該ＶＣＯ
４の出力信号Ｆｏは２分岐されて、その一方は本シンセ
サイザの出力となり、他方は混合器３に入力される。こ
の混合器３は上記ｖＣＯ出力Ｆｏと逓倍器２の出力Ｆ１
との差の周波数Ｆｉを取り出し、これを増幅器５に送出
する。この増幅器５により増幅された差信号Ｆｉは可変
分周器６にて分周され、信号Ｆｃとして位相比較器９に
入力される。位相比較器９は前述の基準信号Ｆｓと上記
信号Ｆｃとを比較し、両信号の位相差に応じた電圧を出
力する。この位相比較器出力は、通常アクティブフィル
タにて構成される低域フィルタ（ループフィルタ）１０
に入力され、高周波成分が除去されて上記ＶＣＯ４の周
波数制御端子に入力される。これによりＶＣＯ４は、そ
の周波数制御端子に入力された電圧に応じた周波数の信
号を出力する。

このようにして閉ループが構成されると、ＶＣＯ４の出
力は、最終的に信号ＦｃとＦｓが同一周波数となって一
定の位相差にて同期するような周波数の信号となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来の周波数シンセサイザの出力周波数と
基準周波数との間には、以下のような関係が成立する。

従ってＮの値を制御器７にて「１」ずつ変えることによ
り、Ｆｏの値は、Ｆｒ／Ｍ＝Ｆｓ　　ステップにて変え
ることができる。

このように混合器を使用して分周される周波数を低くす
るのは、ＦＯがマイクロ波帯などで高く適切な分周器が
ない場合や、分周比の値を小さくしたい場合があるから
である。

この場合の閉ループ特性は、以下の式で表すことができ
、これによりループの安定度、応答特性。

雑音帯域等が決定される。

ｓ　　＋Ｋｏ　　Ｋｄ　　Ｆ（ｓ）／　　Ｎここに、Ｈ
（ｓ）：閉ループの伝達関数Ｋｏ：ＶＣＯの変調感度（
ｒａｄ／ｓｅｃ　−Ｖ）Ｋｄ：位相比較器の検波感度（
Ｖ／ｒａｄ）Ｆ（ｓ）：ループフィルタの伝達関数 従って閉ループの伝達関数Ｈ（ｓ）は出力周波数が変化
すれば変化することとなる。

ところで、ＶＣＯの変調感度Ｋｏは、通常第２図のΔＦ
／Δ■で示すように出力周波数とともに変化し、出力周
波数が高くなればなる程低くなる傾向があり、また（１
）式より明らかなように、出力周波数が高くなる程Ｎの
値は太き（なる。一方、Ｆ（Ｓ）及びＫｄには周波数依
存性はない。従って、上記閉ループ特性はＫｏとＮ　の
相乗効果でもって出力周波数とともに大きく変化するこ
とになる。

以上のことから、出力周波数に依存することなく閉ルー
プ特性を一定に保つようにするには、設定周波数に応じ
てループフィルタの伝達関数Ｆ（ｓ）が変わるようにす
る等の工夫が必要となる。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、設定周
波数に応じてループフィルタの定数を変える等の必要が
なく、又基本的な回路構成を変えることなく閉ループの
伝達関数の変化を抑えることのできる周波数シンセサイ
ザを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る周波数シンセサイザは、上記従来の構成
において、入力信号を逓倍する逓倍器の逓倍比ｒＬＪを
、該逓倍器の出力周波数がＶＣＯの出力周波数より高（
なるよう設定したものである。

〔作用〕

この発明においては、逓倍器の出力周波数ＦＮはＶＣＯ
の出力周波数より高くなり、即ち、Ｆｌ＞Ｆｏ　　とな
り、混合器の差信号ＦｉはＦｉ＝Ｆｆ−Ｆ。

となるから、前述の（１）式は、 となる。従ってＦＯが大きくなる程Ｎが小さくなり、Ｋ
ｏ／Ｎの値がＦｏの値によってあまり変化しなくなるた
め全体として閉ループ特性は出力周波数に対する依存性
が非常に少なくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

本発明の一実施例による周波数シンセサイザの構成は逓
倍器２を除いて第１図に示したものと同様である。部ち
、基準信号Ｆｒは逓倍器２でＬ逓倍されてＶＣＯ４の出
力信号ＦＯと混合器３で混合され、増幅器５及び可変分
周器６を通った後、位相比較器９に入力され、該位相比
較、器９にて上記基準信号Ｆｒを固定分周器８で分周し
た信号と位相比較される。そしてこの位相比較器９の出
力はループフィルタ１０を通った後、ＶＣＯ９の周波数
制御端子に入力されるようになっている。

このような構成において、本実施例の基準信号逓倍器２
は、そのｒＬＪの値が大きく設定されている。即ち、通
常ＶＣＯ４の出力信号Ｆｏの周波数（以下Ｆｏとする）
に対して低い周波数に選ばれる信号Ｆ１の周波数の値（
以下Ｆ１とする）を、上記ｒＬＪＯ値を太き（すること
により、ＦＡ＞ＦＯとし、 Ｆｉ＝Ｆｊ！−’Ｆ。

としたものである。

このような構成になる本実施例では、前述した（１１式
は下記のように表される。

この（３）式から明らかなように、Ｆｏが太き（なる程
Ｎが小さくなり、またＫｏＯ値は前述のようにＦＯの値
が大きくなる程小さくなるので、ＫＯ／Ｎの値がＦＯの
値によってあまり変化しなくなり、このため全体として
閉ループ特性Ｈ（ｓ）の値は出力周波数に対する依存性
が非常に少なくなり、閉ループ特性を容易に安定化する
ことが可能となる。

なお、上記実施例では混合器と逓倍器とをそれぞれ独立
して設けた場合の例を示したが、これらは混合器と逓倍
器の一部又は全部とを一体化したハーモニックミキサと
してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ＶＣＯ出力と入力信
号とを混合して差信号を取り出し、咳差信号を可変分周
器で可変分周した信号と上記入力信号を固定分周比で分
周した信号との位相差出力を上記ＶＣＯの制御端子に入
力して３ｖｃｏの出力周波数を制御し、上記可変分周器
の分周比を変えることによりＶＣＯの出力周波数を一定
のステップで変化するようにした周波数シンセサイザに
おいて、混合器に入力されるＶＣＯ出力の周波数ＦＯと
逓倍器出力の周波数Ｆ１との関係を、Ｆｌ＞Ｆｏとなる
ようにしたので、容易に閉ループ特性を広帯域に渡って
均一化することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による及び従来の周波数シン
セサイザの構成を示す図、第２図は電圧制御発振器の代
表的な変調感度特性を示す図である。 １・・・基準信号発生器、２・・・基準信号逓倍器、３
・・−混合器、４・・・電圧制御発振器、６・・・可変
分周器、７・・・周波数制御器、８・・・固定分周器、
９・・・位相比較Ｗ、１０・・・ループフィルタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）後述する位相比較器の位相差出力に応じた周波数
   の信号を出力する電圧制御発振器と、入力信号を逓倍す
   る逓倍器と、 上記電圧制御発振器の出力と逓倍器の出力とを混合して
   これらの差信号を取り出す混合器と、該差信号を可変の
   分周比でもって分周する可変分周器と、 上記電圧制御発振器の出力周波数が一定の周波数ステッ
   プにて変化するよう上記可変分周器の分周比を制御する
   周波数制御器と、 上記入力信号を所定の分周比で分周する固定分周器と、 上記可変分周器の出力と固定分周器の出力との位相差を
   検出する位相比較器とを備え、 上記逓倍器は上記電圧制御発振器の出力周波数より高い
   周波数の信号を出力するものであることを特徴とする周
   波数シンセサイザ。
2. （２）上記混合器と逓倍器の全部又は一部とは、それら
   を一体化してなるハーモニックミキサで構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周波数シ
   ンセサイザ。